《Nature Commun》：用亚毫米波实现薄膜结构的可视化！

运用不相关的默许现象，远场超声仪沿散播方向的清晰度可小于红外光和。在此，来自德国塔姆施塔特核心技术大学的Amlan kusum Mukherjee & Sascha Preu等历史学者通过分析报告表面结构设计样本的法布里-珀罗周期性，证明了常用0.375 mm和0.5 mm密切关系的红外光和(相异于0.6 THz-0.8 THz)，离地轮廓准确度低至31 nm。相关论文以新书“Visualizing nanometric structures with sub-millimeter wes”发表在Nature Communications上。

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折射表面形貌，在许多领域起着起到，从地球的远距离、机载或探测器超声和监测到桌面，对表面精细度和形状等物体的非接触式和非破坏性举例来说，以及检测和质量操纵。对于后者，折射远场作法境遇了一个稳定的发展现实生活，是主要的选择作法之一，都有是当高纵横比和基体广度清晰度相联结时。在垂直于散播方向的表面平面上，远场超声仪的清晰度受到阿贝极限或瑞利法则的受限制，导致空间清晰度多于超声红外光和。然而，沿着散播方向，运用光和的默许属性使清晰度比红外光和很小。当两种托互不默许时，就会产生默许样式，其中一种默许条纹常指的是两种托密切关系一个红外光和的轨迹间距劣。通过微调轨迹间距劣来干扰最大值，可以使清晰度达到红外光和的一小部分。然而，它对两托密切关系的轨迹间距劣可以被裁剪或计算得多精细和多精确相当极小。

典型的的系统管理模式是，例如，迈克耳孙默许仪，物体被摆放在默许仪的一个后背上，或者去除一个后背上的镜子，同时照相另一个后背的间距。这种电子设备的常见例子是亮默许仪和折射不相关的层析超声(OCT)，其广度清晰度区域内为0.1 m，常用的是可见光和或宽带光和，也就是红外光和极限的光和。本文报导的研究完成了在太赫兹(100 GHz 10 THz)区域内内，迄今为止证明的最佳OCT清晰度要劣得多，即43.9-220µm归因于大约1000倍的长红外光和。常用单色光和源，可以在广度清晰度方面突破红外光和受限制。

在此，历史学者演示了一个太赫兹远场的系统，超声红外光和介于0.375 mm和0.5 mm密切关系，必需可视化离地精确至49 nm (λ/10000)的表面结构设计。在宽度为0.5 mm的硅样本上，均方根误劣(即准确度)最小深达31 nm (~λ/15000)，尽管采用0.2太赫兹的延时比迄今最差的宽度清晰度的太赫兹的系统最少小15倍。历史学者通过可视化离地仅为49 nm的结构设计，相异于1:7500到1:10000的气态红外光和，这种离地劣，多半只有在这个红外光和区域内内的数场计算核心技术才能给予。同时，该作法可以确定厘米区域内内的宽度，超过任何数场计算的系统的动态区域内的数极限。计算核心技术联结阿贝尔变换作法，产生(折射)宽度分离出来相对相位并未任何非凡的红外光和稳定化。

图1 计算电子设备中的零劣条纹和示例性数据集拟合。

图2 硅片上10 μm蚀刻西门子公司星的计算。

图3 沉积在硅片上的基体Si和SiCSimens星的计算。

综上所述，历史学者提出了基于阿贝尔变换的零劣远场超声的系统，付诸了两种计算的的系统。精细的计算的的系统分析报告了阿贝尔变换支持的相位垂直的最小值，在1µm区域内内具良好的几何宽度清晰度，相异于大约1/400气态红外光和，尽管在设立中存在相当严重的非期望驻托。在太赫兹领域，这种清晰度与其他任何远场作法相比都是有创新能力的。在不阻碍阿贝尔变换作法的情况下，运用Mach-Zehnder默许仪后背上较小的轨迹间距劣异，可以颇高清晰度，该作法可以分离出来单个默许条纹的一小部分的相位。

该作法也可以转移到不相关的电子的系统，如矢量网络分析仪，甚至在可见或其他光和谱领域的扫频默许仪。先进设备的数据集分离出来核心技术，如遗传算法辅助多层建模或神经网络，迄今已在许多先进设备的太赫兹宽度计算的系统中付诸，可能会颇高准确度。（文：水生）

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